近日,浙江省知识产权奖获奖名单公布,浙江大学杭州国际科创中心(简称科创中心)电源管理技术创新联盟专利池的发明专利《一种电源变换模块的均压装置及电源变换系统》,荣获专利奖二等奖。这是浙江省知识产权领域的权威荣誉,也是对联盟在高效高密度电源管理技术领域持续深耕与成果转化的肯定。
全球年用电量约30万亿千瓦时,其中约60%须经电力电子装置变换。若该类装置的整体效率提升1个百分点,年节电量可达1800亿千瓦时,约等于两座三峡电站的年发电量之和。
面对巨大的节能空间,该专利瞄准AI数据中心、电气化交通、储能系统、5G通信等领域对高效率、高功率密度电源系统的迫切需求,针对传统电源变换技术中高压器件开关频率受限、磁性元件体积较大、均压控制复杂等核心问题,提出了“元胞化拓扑、磁集成、绕组复用”相结合的创新技术路线。
传统高压电源模块的开关频率通常低于200kHz,受限于器件损耗和磁性元件设计,系统体积和功率密度难以进一步优化。吴新科教授团队提出的元胞化电路架构,将低压器件的高频优势引入高压电源变换系统,使开关频率提升至2MHz。最终,系统转换效率达到98%,较传统方案提升2%;功率密度和开关频率分别提升至传统方案的5倍和10倍。这意味着,在相同功率条件下,电源模块体积更小、损耗更低和集成度更高——对于数字基础设施而言,能耗和占地都能同步减下来。
在工程应用层面,该技术同样充分考虑落地需求。专利采用平面变压器与磁集成设计,适配自动化生产工艺,有助于提升产品一致性和制造效率;通过创新拓扑结构实现自动均压,无需复杂外围控制电路,系统可靠性和产业化可行性进一步增强。
这项专利的诞生,既是技术突破的结果,也离不开联盟创新生态的支撑。围绕未来信息电源与新能源系统关键技术需求,电源管理技术创新联盟将高校与产业链上下游领军企业汇聚到一起,开展前沿技术研究与验证。通过研究成果共享、平台共建与知识产权开放,创新资源得以高效集聚,成果转化的步伐显著加快。
目前,相关成果依托联盟的成果转化渠道,向会员单位免费许可,在服务器电源、电气化交通、5G通信和储能系统等领域实现应用,形成了良好的经济效益和产业带动效应.联盟已形成覆盖宽禁带半导体器件、先进封装、磁性元件及系统应用等方向的协同创新网络。企业参与联盟前沿技术研发和验证,降低了创新成本与风险;科研团队则依托产业需求深耕关键技术,推动原创成果向产业链上下游辐射。